L'étude des îles a influencé Charles Darwin et beaucoup d'écologues et a fondé certaines théories d'écologie du paysage, dont celle de l'insularisation écologique.
Les îles vraies ne peuvent abriter que peu d'espèces quand elles sont petites, mais à partir d'un seuil de taille sont des facteurs importants de biodiversité, notamment par l'endémisme qu'elles peuvent permettre et abriter.
Dans un réseau écologique, elles peuvent servir de « gué » pour les espèces qui savent voler ou qui ont de bonnes capacités colonisatrices sur l'eau ou dans l'air. Les espèces qui y vivent y sont souvent plus petites (des éléphants nains vivaient par exemple en Corse et en Sardaigne jusqu'à ce que ces îles soient colonisées par l'Homme).
À titre d'exemple, dans le vaste domaine biogéographique qu'est le Bassin méditerranéen (trois millions de km2 environ), les îles et îlots ne sont que 4 % ( 103 000 km2) environ des surfaces émergées, avec 4 000 îlots de moins de 10 km2 et 162 îles de 10 km2 et plus, répartis d'une manière non homogènes, où la biodiversité a particulièrement régressé mais constituent encore un réservoir remarquable.
Le concept d'île est également utilisé pour métaphoriquement décrire tout « isolat biogéographique » dans lequel des populations d'êtres vivants se trouvent isolés, formant des îles au sens biologique du terme. (Sastre 1981). Quand se processus est en cours dans un contexte de fragmentation écologique, on parle d'« insularisation écologique ».
Un partenariat international a été initié pour aider les îles à échanger et se faire entendre en matière d'environnement, dans le cadre de la convention mondiale sur la biodiversité (Rio, juin 1991), dit « Global Island Partnership » (ou GLISPA)
Les systèmes écologiques insulaires ou insularisés (îles vraies ou prises au sens de l'écologie du paysage) sont souvent simplifiés et facteur d'endémisme, et donc plus vulnérables aux perturbations, notamment anthropiques. En particulier les introductions d'espèces (volontaires ou involontaires) y sont souvent cause d'invasion biologique perturbant gravement les équilibres écologiques insulaires ce qui a entraîné la disparition de nombreuses espèces depuis quelques siècles. Höner et Greuter ont montré en 1988 que ces invasions n'affectent pas que les îlots, mais aussi les grandes îles Madagascar, Nouvelle-Zélande ou Australie.
Voici quelques exemples :
Certaines îles étaient désertes au moment de leur découverte par les Européens. C'est le cas de Madère, des Açores, de l'île Maurice, de la Réunion, des Seychelles, de Sainte-Hélène… D'autres étaient habitées, mais leurs premiers occupants furent exterminés par les colonisateurs : c'est le cas des Guanches aux îles Canaries, des Indiens caraïbes dans les Antilles ou en Jamaïque, des Indiens Onas de la Terre de Feu, des aborigènes en Tasmanie.
L'isolement, terme dont l'étymologie est rattachée à « île » par l'intermédiaire de l'italien isola, et la solitude sont souvent recherchés dans les îles, que ce soit volontaire ou non :
Des établissements pénitentiaires ont été installés dans des îles pour limiter les possibilités d'évasion :